FPGA、單片機、DSP、ASIC的區別

ASIC原本就是專門為某一項功能開發的專用集成晶元，比如你看攝像頭裡面的晶元，小小的一片，集成度很低，成本很低，可是夠用了。一個山寨攝像頭賣才賣30塊，買一片ARM多少錢？後來ASIC發展了一些，稱為半定製專用集成電路，相對來說更接近FPGA，甚至在某些地方，ASIC就是個大概念，FPGA屬於ASIC之下的一部分。

FPGA基本就是高端的CPLD，兩者非常接近。我現在用的是ALTERA DE2開發板的CYCLONE系列FPGA。這種器件是用邏輯門來表述性能的。本身他就是一堆的邏輯門，通過硬體描述語言，比如verilogHDL把它轉成電路連接，從最基本的邏輯門層面上連接成電路（參見數字電路書上那些全加器觸發器什麼的）。應該說，雖然看起來像一塊CPU，其實是完全硬體實現的。後來因為寫代碼麻煩，對控制部分比較薄弱，本來跟其他CPU配合使用，即麻煩的演算法CPU提交給FPGA，FPGA算完把結果再返回給CPU。可是這樣外圍電路就變得麻煩。於是提出了SOC設計方法，就是直接在FPGA里寫一個CPU出來，既然FPGA萬能，做個CPU自然毫無壓力。這其中還有軟核和硬核的區別，不過除了性能，使用方法大同小異。所謂IP核，就是把各種專用集成電路用硬體描述語言描述，然後燒到FPGA里形成專門的電路，這樣就不必另外搭晶元了，所有的電路在一片FPGA裡面形成。

DSP實際應該稱為DSPs，即用於DSP處理的專用晶元。跟普通計算機的區別一方面是他是哈佛結構的，也就是數據和程序空間分開。（普通計算機是馮諾依曼結構）另一方面他有流水線結構，不過現在其他也有了，見賢思齊。再一方面他有專用的硬體演算法電路，用以完成DSP運算，比如最基本的乘法累加。上過DSP的就知道，蝶形演算法FFT什麼的，拆成最基本單元就是乘法累加，把這部分加速了，整體性能就有非常大的提高。DSP對於流媒體的處理能力遠遠的優於通用CPU。所以你看現在手機CPU，至少語音部分都是用DSP的。後來DSP概念也複雜化，各家都把一個控制核心整合到DSP裡面，比如現在的智能手機晶元。可以看一下高通或者TI的片，基本是一個ARM核控制整體運算，一個DSP處理語音編解碼，一個GPU負責圖像運算，一個基帶和天線處理模塊負責通信，再加一些七七八八的東東比如GPS模塊什麼的。

單片機就是一個百搭的通用CPU，提供各種介面來對整體進行控制，相當一個總調度，當然，簡單的功能一片CPU獨立工作也就完成了。原來的51系列就是一堆IO口，後來慢慢的把常用的PWM,AD之類的功能加入了單片機。主要包括用了無數年仍然牛逼各大學必教的51系列，還有AVR,PIC,ARM，HOTEK……其實ARM9以後，已經說不清ARM算哪類了，目前的架構來看，更接近DSP。

總之，現在各種東西都取長補短大融合，所以只要選擇自己需要用的就好，沒必要強求分類。

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